陳湘芬
數(shù)形結(jié)合不僅是一種教學(xué)方法,還是一種重要的數(shù)學(xué)思想。在小學(xué)教學(xué)中巧妙運用數(shù)形結(jié)合思想,可以使抽象的數(shù)學(xué)概念形象化、計算算理直觀化、模糊情境具象化、復(fù)雜問題表象化、幾何圖形簡約化,從而激活學(xué)生思維,拓寬學(xué)習(xí)思路,提高解題能力,讓學(xué)生感受數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)之旅的無窮魅力。
概念教學(xué)是數(shù)學(xué)教學(xué)的難點,因為小學(xué)生以形象思維為主,理解抽象的概念知識有一定難度。借助直觀模型,用形表數(shù),可以把抽象的概念形象化,從而幫助學(xué)生在直觀中理解抽象的數(shù)學(xué)知識。
在公開教學(xué)《3的倍數(shù)的特征》時,用百數(shù)表學(xué)生找到了3的倍數(shù)的特征,我趁機追問:“為什么2、5的倍數(shù)的特征只要看個位上的數(shù)就可以了,而3的倍數(shù)的特征要看各個數(shù)位上的數(shù)字和呢?”學(xué)生一下子就蒙了,探究中我借助信息技術(shù)數(shù)形結(jié)合一步步演示分小棒過程,如24根小棒先拿出20根,3根3根分余2根,余下的2根與4根合起來剛好6根,6是3的倍數(shù),所以24是3的倍數(shù)。而且24中個位與十位相加2+4=6,因此得出,一個數(shù)各個數(shù)位上的數(shù)字和是3的倍數(shù),這個數(shù)就是3的倍數(shù)。學(xué)生、聽課教師頓時豁然開朗。巧用數(shù)形抓住數(shù)學(xué)本質(zhì),學(xué)生不僅知其然,更知其所以然。
如《積的變化規(guī)律》一課,在學(xué)生初步感知積的變化規(guī)律后,我讓學(xué)生將發(fā)現(xiàn)的規(guī)律應(yīng)用于解決實際問題,感受由數(shù)的變化引起面積的變化。
計算長方形的面積:(單位cm)(見下左圖)
借助形的支撐,多數(shù)學(xué)生很自然地把左圖變成了右圖,通過對比,都能具體描述積的變化規(guī)律。
用形解數(shù),最大程度地考量了小學(xué)生形象思維為主的現(xiàn)實,既可以由數(shù)解釋形,也可以由形概括數(shù),自然落實數(shù)形結(jié)合的思想。這樣,學(xué)生不僅掌握了概念的特征,還深刻理解了概念的本質(zhì)特征,有效地促使學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了遷移。
利用圖形來直觀地解釋一些比較抽象的數(shù)學(xué)原理與事實,讓人一目了然。尤其是對于小學(xué)生,其思維的抽象程度還不夠高,可以借助直觀模型來幫助理解。例如,利用面積模型來解釋兩位數(shù)乘兩位數(shù)的算理,長方形模型來理解分數(shù)乘法的算理。
上面只展示兩種折法(先橫后豎)與(先豎后橫)。學(xué)生通過動手折一折、涂一涂很快發(fā)現(xiàn):在分數(shù)乘法中,遇到分數(shù)乘分數(shù)的問題,只要分子乘分子、分母乘分母就可以了(能約分的先約分再計算比較簡便)。
一個簡單的圖形清楚地詮釋了計算的道理,直觀地演繹了數(shù)學(xué)計算過程,讓學(xué)生對數(shù)學(xué)計算有更深入的認識和理解,原本抽象難懂的計算過程頓時生動形象起來,進而更好地提高學(xué)生對數(shù)學(xué)運算的應(yīng)用意識。
數(shù)形結(jié)合思想,簡單地說就是將數(shù)學(xué)中的語言及數(shù)量關(guān)系和直觀幾何圖形相聯(lián)系,進而達到舉重若輕、輕松解題的目的。在許多數(shù)學(xué)問題中,已知條件看似容易,但學(xué)生要將問題的情境對應(yīng)為數(shù)量關(guān)系有一定難度。這時,教師就可以運用數(shù)形結(jié)合思想,讓學(xué)生借助圖形更好地理清對應(yīng)的數(shù)量關(guān)系,從而使模糊情境具象化,提高解題的正確率。
如用長13分米,寬5分米的長方形鐵皮剪成幾個半徑為10厘米的圓做桶底,可以剪多少個圓?
學(xué)生一看到這題馬上會想到用“大面積÷小面積”的方法,實際上這種解題方法是不適合的。因為實際生活中完整的圓剪下后余料是不可能再利用的。可以引導(dǎo)學(xué)生借助草圖幫助理解。
如A、B、C、D、E五人進行乒乓球單循環(huán)賽,比賽進行一段時間統(tǒng)計如下:A已賽了4場,B已賽了3場,C已賽了2場,D已賽了1場,這時E已賽了幾場?到比賽結(jié)束還需要進行幾場比賽?
通過畫圖,結(jié)果一目了然:E已賽了2場。到比賽結(jié)束還需要進行4場比賽。就這樣,巧用數(shù)形結(jié)合,讓模糊數(shù)學(xué)問題清晰化,使學(xué)生在看得見、摸得著的情況下正確分析數(shù)量關(guān)系,尋找解決問題的策略,把學(xué)生的思維引向更深處。
利用數(shù)形結(jié)合平臺,可以將抽象的數(shù)學(xué)知識轉(zhuǎn)化成為便于學(xué)生理解的表象,降低學(xué)生的解題難度,同時培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、推理能力、發(fā)散思維能力。
通過觀察題目,大家都知道此題從簡單開始一步步算。其實像算式可以引導(dǎo)學(xué)生畫圖理解(如下圖)。學(xué)生發(fā)現(xiàn)只要用大正方形面積減去剩余面積即可,而剩余部分面積剛好是整個正方形的。即
學(xué)生在計算過程中還發(fā)現(xiàn)加數(shù)有規(guī)律,后一個加數(shù)是前一個加數(shù)的。這些加數(shù)無限加下去,最后所得的和都等于1減去最后一個加數(shù);加數(shù)的項數(shù)越多,和越接近1。但是這個無限接近于1的數(shù)到底是多少呢?利用面積模型,在模型上表示出這些加數(shù),學(xué)生借助圖形理解:無限加下去,最終的得數(shù)是1,感受極限思想。
又如,牧場上長滿了牧草,而且每天都在勻速生長。這片牧場的草可供24頭牛吃6天,或者供21頭牛吃8天。那么,這片牧場上的草可供16頭牛吃多少天?(假設(shè)每頭牛每天吃草量相同)
這種題目可以先畫圖,再利用數(shù)形之間的關(guān)系來解答,降低解答難度。
1.先求每天長草量。
先把每頭牛每天吃草量具體化,設(shè)1頭牛1天吃1份草,那么24頭牛6天吃草量24×6=144(份),21頭牛8天吃草量21×8=168(份)。(見下圖)
(168-144)÷(8-6)=12(份)。
2.再求原有草量。
144-12×6=72(份)。
3.最后求吃的天數(shù)。
72÷(16-12)=18(天)。
引導(dǎo)學(xué)生:每天新長草量12份,不夠16頭牛吃,只能派4頭牛去吃原有的草量,所以原有草量每天減少4份。
數(shù)形結(jié)合,可以讓抽象的復(fù)雜的“牛吃草”問題迎刃而解。學(xué)生在解疑的過程中,知識建構(gòu)得既生動又深刻,同時還在解題中體會到了數(shù)學(xué)之美,感受到了數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的獨特魅力。
《九章算術(shù)》指出:析理以辭,解體用圖。運用數(shù)形結(jié)合思想,將三視圖與數(shù)字巧妙結(jié)合,使學(xué)生解決問題的方法更具有簡約化與創(chuàng)造性,有助于培養(yǎng)學(xué)生的空間觀念。
如求出下圖的體積。(小正方體棱長為1cm)
從平時的練習(xí)中發(fā)現(xiàn),學(xué)生用數(shù)數(shù)的方法數(shù)錯的也不少。但是利用俯視圖(右上圖),并在相應(yīng)的位置注上數(shù)字,結(jié)果顯而易見3×3+2×3+1×3=18(cm3),簡單又正確。
這類還原立體圖形題,可以數(shù)形巧結(jié)合,根據(jù)左視圖和主視圖推斷出主視圖相應(yīng)格子中小正方體的個數(shù),不用擺小正方體也能正確快速解答。
最少:3+2+1=6(個)最多:3+6+5=14(個)
實物圖驗證(見上圖)。
著名數(shù)學(xué)家華羅庚教授曾經(jīng)說過:“數(shù)缺形時少直觀,形缺數(shù)時難入微。數(shù)形結(jié)合萬般好,隔離分家萬事非?!逼诖龜?shù)學(xué)教壇同仁多多用心于數(shù)形結(jié)合,在實際教學(xué)中努力鉆研教材,靈活運用數(shù)形結(jié)合思想,讓數(shù)形結(jié)合思想滲透在數(shù)學(xué)教學(xué)的每個領(lǐng)域,真正走進學(xué)生的心靈,幫助學(xué)生更深刻地理解數(shù)學(xué)知識,體會數(shù)學(xué)之美,從而使數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)成為怦然心動的魅力之旅。